השאלה המלאה: עם איזה חומר אפשר להמס סלע והאם ניתן לרכוש אותו? או האם יש אקדח לייזר מסחרי הניתן לרכישה?



ראשית, חשוב לציין שבלשון המדעית מפרידים בין שני תהליכים שונים: המסה והתכה. כשאומרים "המסה", מתכוונים לחומר שמתפרק בתוך חומר אחר, כמו מלח או סוכר שנמסים במים או סלע שנמס בחומצה. "התכה" היא שינוי של מצב הצבירה של חומר ממוצק לנוזל, למשל כשקרח הופך למים או סלע הופך ללבה.

שנית, יש לזכור שסלע הוא מושג שאינו מוגדר היטב. קיימים המון סוגים של סלעים, שכל אחד מהם נוצר מחומר אחר ולכן גם מתמוסס או מותך בתנאים שונים.

אפשר לחלק את הסלעים בכדור הארץ לשלוש קבוצות שונות על פי צורת היווצרותם:

  1. סלעים ממקור געשי, כגון בזלת וגרניט (שחם)
  2. סלעי משקע, כגון סלעי חול וגיר
  3. סלעים מותמרים, כגון שיש


גיר, לדוגמה, הוא סלע נפוץ המורכב מהחומר הכימי קלציט (נוסחתו הכימית היא CaCO3, כלומר הסלע מורכב מסידן וקרבונט). סלע הגיר מתמוסס בקלות יחסית: פחמן דו-חמצני (CO2), המצוי באוויר לח, יוצר במגע עם המים שבאוויר חומצה פחמתית חלשה, שממסה את הסלע כשהיא באה איתו במגע.

השיש, לעומת זאת, שנוצר מהתמרה של סלע גיר בתנאי לחץ וחום קיצוניים הנוצרים בעקבות חיכוך בין גושי הסלע, מתאפיין בתכונות פיסיקליות ובהרכב כימי שונים מסלע הגיר, וכתוצאה מכך הוא בלתי מסיס במים.

דרכים נוספות שבהן סלעים עוברים המסה כימית טבעית הן על ידי חומצות המופרשות משורשי צמחים, ברזל שמחליד בסלע ובלייה שגורמות חזזיות.

באופן טבעי, סלעים מתפרקים בתהליכים כימיים כגון המסה וחמצון או בתהליכים של פגיעה מכנית כתוצאה מהפעלת כוח. הגורמים העיקריים לבלייה מכנית הם גשם, גלי ים, קפיאת מים הנמצאים בסדקי הסלעים, משבי רוח המכילים אבק וחול שגורמים לשחיקת הסלע ותנאים קיצוניים של לחץ וטמפרטורה.

בנוסף, אפשר בעיקרון להפוך כל חומר מוצק לנוזל על ידי חימומו אל מעבר לנקודת הרתיחה שלו והתכתו לנוזל. התהליך הזה מתרחש באופן טבעי בהתפרצות הרי געש, כאשר סלעים נוזליים בצורת לבה זורמים מבטן האדמה החוצה. לכאורה אפשר להתיך סלעים גם באופן מלאכותי, אולם יש לחממם לשם כך לטמפרטורות גבוהות מאוד התלויות בסוג הסלע ונעות בין 600 ל-1,200 מעלות צלזיוס, כך שזה לא מעשי במיוחד בקנה מידה גדול.


לבה געשית | התמונה לקוחה מוויקיפדיה
 

ומה בנוגע ללייזר?

דרך נוספת לפרק סלעים בצורה שאיננה טבעית היא בעזרת קרני לייזר. קרן לייזר היא קרן של אור באורך גל אחד (מונוכרומטי), בעלת פיזור נמוך ומקוטב, כלומר קרן אור חזקה וממוקדת מאוד. התכונות האלה שלה מאפשרות לאור הנורה ממכשיר שמייצר קרני לייזר להתרכז בנקודה אחת ולהפעיל עליה חום רב.

על רכב המחקר קיוריוסיטי, שנשלח למאדים בידי נאס"א בנובמבר 2011 במטרה לחקור את פני כוכב הלכת מאדים, הותקן בין השאר אקדח לייזר אימתני. מטרתו של אקדח הלייזר היא לפרק סלעים ממקורות שונים על פני המאדים כדי שיהיה אפשר לנתח את הרכבם הכימי.
 

תמונה עצמית של קיוריוסיטי במאדים | התמונה לקוחה מנאס"א

 

יש דרכים רבות לפרק ולהמס סלעים, והן תלויות כמובן בסוג הסלע. תהליכי פירוק והמסה מתרחשים באופן טבעי בטבע והאדם יכול לבצע אותן גם באופן מלאכותי. יש חברות שמשווקות חומרים כימיים להמסת סלעים (אפשר למצוא אותן גם באינטרנט), ויש גם אפשרות לפרק סלעים באופן מכני בעזרת קרני לייזר, על ידי חימומו לטמפרטורות גבוהות מאוד והתכתו, וכמובן גם באמצעות מקדחה מתאימה. ובמילים אחרות, גם סלע אינו תמיד איתן כסלע. :-)

שאלה בחזרה אליך: מהו המינרל הכי קשה בעולם, האם וכיצד אפשר להמיס ולחתוך אותו?  

רות חייט
המחלקה לכימיה ביולוגית
מכון ויצמן למדע


הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.

8 תגובות

  • א

    חומרים מסחריים להמסת סלעים

    אני מעוניין לפרק אבן שאני לא יודע את סוגה. הציעו לי להשתמש בחומצה הידרופלואורית, אבל מתברר לי שצריך היתר החזקת רעלים בשבילה. יש חומרים אחרים שניתן להשיג בתור אדם פרטי לצורך זה?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאיתן אוקסנברג

    המסת סלעים

    שלום,

    אני לא בקיא בחוק החומרים המסוכנים ולכן אני לא יודע בדיוק מה מותר ומה אסור לקנייה בתור אדם פרטי, אבל אני משוכנע שחומצת מלח נמכרת בחנויות חומרי בנייה. אולי מדובר בריכוז נמוך יחסית, אבל חומצה כזו בהחלט יכולה להמיס סלעים מסויימים.

  • חגית

    המסת סלעים

    חשבתי שכשנופלות טיפות מים על סלע ועושות בו שקע קורה תהליך של מסיסות וכאשר חומצה נוגעת בסלג גיר מתרחשת תגובה כימית, נכון הדבר?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןרות חייט

    תשובה

    בדרך כלל כן, מים גורמים בלייה לסלעים, הרבה פעמים על ידי כך שהיסודות מהם מורכב הסלע מתמוססים בתוך המים. התגובה הכימית שמתרחשת בין חומצה לסלע גיר היא תגובה בין חומצה לבסיס (הקרבונאט שמרכיב את סלע הגיר יכול לתפקד כבסיס – בכך שהוא יכול לקחת אטום מימן מהחומצה).

    כתבה בנושא חומצה-בסיס

    כתבה בנושא המסה (והתכה)

  • אור

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןרות חייט

    תשובה

    כמובן:-)
    בעצם היווצרותו הוא עבר תהליך התכה והתמצקות – שני התהליכים הפיכים ותלויי טמפרטורה ולחץ – לכן אם התנאים יחזרו להיות כמו בלוע הר געש סלע הבזלת ישוב להיות נוזלי.

  • סלע עקשן

    יהלום ומימן

    מימן הכי קשה ואחריו יהלום

    מימן ניתן להתיך באמצעות פצצת אטום
    או היתוך קר ראה כתבתו של ירון גרוס http://davidson.weizmann.ac.il/online/maagarmada/physics/%D7%94%D7%99%D7...
    בהערות למטה בתשובה לשאלותיי הרבות נמצא פירוט כיצד לבצע את ההיתוך הקר

    יהלום
    ניתן לביקוע
    וניתן להמיס איתו את לב המקבל אותו

  • סלע עקשן

    אז אולי ?

    רק איזה לינק לחברה מסחרית כלשהי?
    שכן זו היתה השאלה